Физика за деца

Ядрена енергия и делене

E = mc2

Когато работи върху своята теория на относителността, Алберт Айнщайн открива математическата формула E = mc2. Тази формула показва, че материята може да се превръща в енергия. Въпреки че звучи просто, тя показва, че от много малко количество материя може да се генерира голямо количество енергия. Това може да стане чрез разделяне на атом в процес, наречен ядрено делене.

Ядрено делене

Ядреното делене е процесът на разделяне на голям атом на два или повече по-малки атома. При разделянето на атома се освобождава огромно количество енергия. Когато енергията се освобождава бавно и контролирано, тя може да се използва за генериране на електроенергия за захранване на домовете ни. Когато енергията се освободи наведнъж, възниква верижна реакция, която предизвиква ядрен взрив.

Реакция на ядрено делене

Източник: NRC на САЩ

Атомни електроцентрали

Едно от основните приложения на ядреното делене е ядрената енергия. Ядрените електроцентрали използват ядреното делене за генериране на топлина. Тази топлина се използва за създаване на пара от вода, която на свой ред захранва електрически генератори.

Около двадесет процента от електроенергията в САЩ се произвежда от ядрени електроцентрали. 104 са ядрените електроцентрали с търговска цел в САЩ.

Ядрените електроцентрали използват за гориво елемента уран. Контролните пръти от уран се използват, за да се гарантира, че верижната реакция на разделяне на атомите протича с контролирано темпо.

Атомната електроцентрала на TVA Watts Bar

Източник: Министерство на енергетиката на САЩ

Радиоактивни отпадъци

Един от страничните продукти на ядрената енергия е радиоактивният отпадък. Това е остатъчен материал от ядрената реакция. Радиоактивният материал може да бъде опасен за хората и животните.

Други приложения на ядрената енергия

Едно от приложенията е ядреното задвижване на кораби и подводници. Подводниците, задвижвани с ядрена енергия, могат да останат под вода и да се движат с висока скорост за дълго време. Ядрената енергия се използва и във военни кораби, кораби, използвани за разбиване на ледове в полярните морета, и космически кораби.

Тези кораби на Военноморските сили на САЩ са с ядрени двигатели.

Източник: Военноморските сили на САЩ

Ядрен синтез

Друга форма на ядрена енергия е ядреният синтез. Сливането се случва, когато два или повече атома се съединяват, за да се получи по-голям атом. Звездите получават енергията си от ядрен синтез. Дълбоко във вътрешността на звездата водородните атоми постоянно се превръщат чрез синтез в хелиеви атоми. Този процес генерира светлинната и топлинната енергия, излъчвана от звездите, включително Слънцето.

Учените не са открили как да контролират термоядрения синтез, за да създават използваема енергия. Ако успеят, това би било чудесна новина, тъй като термоядреният синтез произвежда по-малко радиоактивни материали и би ни осигурил практически неограничен запас от енергия.

Интересни факти за ядрената енергия и деленето на ядрата

• Трите най-големи държави, в които се произвежда ядрена енергия, са Илинойс, Пенсилвания и Южна Каролина.
• Съединените щати произвеждат повече ядрена енергия от всяка друга държава.
• В историята на ядрената енергетика има три големи аварии в ядрени електроцентрали - в Чернобил (Украйна), Три Майл Айлънд (САЩ) и Фукушима Даичи (Япония).
• Първата атомна подводница е U.S.S. Nautilus, която излиза в морето през 1954 г.
• Една уранова пелета може да генерира същото количество енергия като около 1000 кг въглища.
• "Димът", който виждате да излиза от ядрената електроцентрала, не е замърсяване, а пара.

Направете тест с десет въпроса за тази страница.

Ядрена физика и относителност Теми

Atom

Елементи

Периодична таблица

Радиоактивност

Теория на относителността

Относителност - светлина и време

Елементарни частици - кварки

Ядрена енергия и делене

Наука>> Физика за деца